DOI: https://doi.org/10.15407/publishing2019.54.088

УДК 621.314

СИСТЕМИ ФАЗОВОГО АВТОПІДЛАШТУВАННЯ ЧАСТОТИ РЕЗОНАНСНИХ ІНВЕРТОРІВ УСТАНОВОК ІНДУКЦІЙНОГО НАГРІВАННЯ ЗА НИЗЬКОЇ ДОБРОТНОСТІ КОЛИВАЛЬНОГО КОНТУРУ

В.Я. Гуцалюк*, канд. техн. наук, І.С. Зубков
Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ-57, 03680, Україна,
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів, Вам потрібно включити JavaScript для перегляду
* ORCID ID : http://orcid.org/0000-0002-2496-1338

Системи фазового автопідлаштування частоти (ФАПЧ) у схемах керування резонансних інверторів напруги установок високочастотного індукційного нагрівання використовуються для отримання максимальної активної потужності в навантаженні та мінімальних втрат енергії в транзисторах перетворювача за широкого діапазону зміни параметрів навантаження. Представлено результати досліджень впливу добротності послідовного резонансного контуру навантаження інвертора напруги установок індукційного нагрівання на точність роботи системи ФАПЧ. За низьких добротностей, наприклад, рівних 2, струм перемикання може збільшитися до 30 % у порівнянні зі струмом перемикання за високих добротностей, що відповідно збільшує втрати потужності під час перемикання транзисторів. Для забезпечення оптимальних режимів перемикання транзисторів час затримки імпульсів керування транзисторами необхідно зменшити залежно від добротності контуру навантаження інвертора. Бібл. 8, рис. 8.
Ключові слова: індукційне нагрівання, транзисторний резонансний інвертор напруги, система фазового автопідлаштування частоти.

СИСТЕМЫ ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ РЕЗОНАНСНЫХ ИНВЕРТОРОВ УСТАНОВОК ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА ПРИ НИЗКОЙ ДОБРОТНОСТИ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО КОНТУРА

В.Я. Гуцалюк, канд. техн. наук, И.С. Зубков
Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина,
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів, Вам потрібно включити JavaScript для перегляду

Системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) в схемах управления резонансных инверторов напряжения установок высокочастотного индукционного нагрева используются для получения максимальной активной мощности в нагрузке и минимальных потерь энергии в транзисторах преобразователя при широком диапазоне изменения параметров нагрузки. Представлены результаты исследования влияния добротности последовательного резонансного контура нагрузки инвертора напряжения установок индукционного нагрева на точность работы системы ФАПЧ. При низких добротностях, например, равных 2, ток переключения может увеличиться до 30% по сравнению с током переключения при высоких добротностях, что соответственно увеличивает потери мощности при переключении транзисторов. Для обеспечения оптимальных режимов переключения транзисторов время задержки импульсов управления транзисторами необходимо уменьшить в зависимости от добротности контура нагрузки инвертора. Библ. 8, рис. 8.
Ключевые слова: индукционный нагрев, транзисторный резонансный инвертор напряжения, система фазовой автоподстройки частоты.

Фінансується за держбюджетною темою "Розвинути теорію силових високочастотних транзисторних перетворювачів для побудови сучасного енергоефективного технологічного устаткування з урахуванням особливостей різноманітних типів навантаження» (шифр "Частота-2»), що виконується за Постановою Бюро ВФТПЕ від 18.11.14 протокол №16. Державний реєстраційний номер 0115U002580.

Література
1. Lucía O., Maussion P., Dede E.J. Induction heating technology and its applications: past developments, current technology, and future challenges. IEEE Trans. on Industrial Electronics. 2014. Vol. 61.5. Pp. 2509-2520. DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2013.2281162
2. Goldman S. Loop Classifications in Phase-Locked Loops: Engineering Handbook for Integrated Circuits, Norwood, MA 02062: Artech House Publishers. 2007. P. 7.
3. Segura G. M. Induction heating converter’s design, control and modeling applied to continuous wire. Ph.D. dissertation, Dept. d’Enginyeria Electrica. Univ. Politecnica de Catalunya, Barcelona, Spaine, 2012.
4. Гуцалюк В.Я., Герасименко П.Ю., Слесаревский И.О. Системы фазовой автоподстройки частоты для транзисторных резонансных инверторов напряжения установок индукционного нагрева. Технічна електродинаміка. 2015. № 1. С. 37-43.
5. Herasymenko P., Hutsaliuk V., Pavlovskyi V., Yurchenko O. A Software Phase-Locked Loop of Control System of a Series-Resonant Voltage-Source Inverter for Induction Heating Equipment. Proc. IEEE First Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering. Kiev. May-Jun. 2017. Pp. 384–389.  DOI: https://doi.org/10.1109/UKRCON.2017.8100515
6. Беркович Е.И., Ивенский Г.В., Иоффе Ю.С. и др. Тиристорные преобразователи высокой частоты. Л.: Энергия. 1973. 200 с.
7. Тихомиров И.С., Васильев А.С., Патанов Д.А. Адаптивный алгоритм самовозбуждения транзисторного инвертора напряжения в установках индукционного нагрева. Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. 2008. № 3. С. 188-192.
8. Fujita H., Akagi H. Pulse-density-modulated power control of a 4 kW, 450 kHz voltage-source inverter for induction melting application. IEEE Trans. Ind. Appl. 1996. Vol. 32, No 2. Pp. 279-286. DOI: https://doi.org/10.1109/28.491475

Надійшла 19.09.2019

PDF